JPH1138246A

JPH1138246A - 光伝送路形成装置および光伝送路形成方法

Info

Publication number: JPH1138246A
Application number: JP9190995A
Authority: JP
Inventors: Junji Okada; 純二岡田; Takekazu Shiotani; 剛和塩谷; Shinya Kyozuka; 信也経塚; Masanori Hirota; 匡紀広田; Kazuhiro Sakasai; 一宏逆井; Tsutomu Hamada; 勉浜田; Masao Funada; 雅夫舟田; Takashi Ozawa; 隆小澤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1997-07-16
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】破断が生じたり剪断応力が残存することが防止
された光伝送路を形成する光伝送路形成装置を提供す
る。【解決手段】アーム１３を介してキャピラリ１２を三次
元方向に自在に移動させるとともに、アーム１１３を介
してキャピラリ１２の傾斜角を調整するキャピラリ駆動
部１１４を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送路により接
続されてこの光伝送路を経由する光伝送を行なう光伝送
端を有する光伝送路被形成体の、光伝送端相互間に光伝
送路を形成する光伝送路形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子回路の接続方法として電気配
線によるものが知られている。しかし、近年の回路処理
速度の高速化に伴い、電気配線では遅延や波形の歪み等
が生じ正確な信号伝送ができないことから、電気信号を
光に置き換えて、光伝送路により信号を伝達する、いわ
ゆる光インターコネクション技術が提案されている。し
かしながら光インターコネクション技術は、発光素子と
受光素子または光導波路との結合のための光軸合わせに
数μｍ以下の精度を必要とするため、実装組立てが困難
であるという問題がある。

【０００３】また、光導波路を発光素子などに接続する
方法として、直接結合させるのでなく、空間に光を伝播
させて間接的に接続を行う非接触型の光結合器も提案さ
れている。ただし、このような非接触型の光結合器では
結合損失を小さくするために、さらに発光部に対向する
光ファイバの端部をレンズ状に加工する等の対策が採ら
れているが、実装（位置合わせ）工程をより複雑にして
いる。従来の光ファイバと受・発光素子との光接続はそ
の受・発光面が基板面の上面にあり上方からの光、ある
いは上方への光と結合する必要があるため、光ファイバ
の端部を４５度に切断・研磨しておりファイバの光軸回
りの回転と軸合わせのＸＹθの３軸に関して同時に制御
する必要があって、位置合わせコストが実装コストの大
半を占めることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これを解決するために
特開平１−２６９９０３号公報、特開平５−８８０２８
号公報には、光ファイバをワイヤボンディング式により
素子と直接接続することによって、素子間を光結合する
方式が提案されている。しかしながら、従来の光半導体
装置では、光信号の送信端もしくは受信端となる光伝送
端間の光伝送路形成にあたり光ファイバを用いており、
ワイヤボンディングと同様の実装方法を採用すると、光
ファイバは数μｍから数ｍｍの長さの間を接続するワイ
ヤボンディングを自由に行なうことができるほどの柔軟
性を持たないことから、ワイヤボンディングを行なおう
として光ファイバを屈曲させると光ファイバがその屈曲
部で破断してしまい、接続は事実上不可能に近い。ま
た、破断せずにワイヤボンディングを行なうことができ
たとしても、光伝送端、すなわち発光素子と受光素子又
は光導波路との結合部に常に剪断応力が加わるために接
着剥離を起こす恐れが大きいという、信頼性上の問題点
もある。

【０００５】また、特公平８−１２３０３号公報には、
光導波管材料のポリマーをノズルから押し出すことによ
りチップとチップの間に光導波管を形成する方法が開示
されている。しかし、この公報には、チップ上に光導波
管を形成する際の、チップと光導波管との接続に関する
具体的方法が開示がされておらず、チップ上方のノズル
からポリマーを押し出して光導波管を形成しその光導波
管をチップ端面で光軸合わせを行うことは非常に困難で
ある。また、上記公報に記載された図面では、チップの
端面に光導波管を接続するため、光導波管をＬ字型に屈
曲させて形成しなくてはならないが、光導波管にこのよ
うな屈曲部が存在すると、その屈曲部から光が外部に抜
け出てしまい光導波管による光伝送が不可能となる恐れ
がある。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、破断が生じた
り剪断応力が残存することが防止された光伝送路を形成
する光伝送路形成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する光
伝送路形成装置として、ノズルから流動状態にある凝固
性の光伝送路形成材料を射出する装置が考えられる。例
えば、基板に、発光素子および受光素子が固定されてお
り、この発光素子と受光素子とを接続する光伝送路を形
成する場合において、発光素子、受光素子のうちのいず
れか一方の素子（ここでは発光素子とする）の直上の位
置に光伝送路形成装置のノズルを移動し、このノズルか
ら光伝送路形成材料を射出してこの光伝送路形成材料を
発光素子に接続し、このノズルを発光素子から受光素子
まで移動させることにより、発光素子に接続された光伝
送路形成材料に連続する、流動状態にある光伝送路形成
材料を発光素子から受光素子まで架け渡して、光伝送路
形成材料を受光素子に接続する。

【０００８】ノズルから流動状態にある光伝送路形成材
料を射出する装置を用いると、破断や剪断応力の発生が
防止された光伝送路が形成される。この光伝送路の経路
は、この光伝送路に入射した光が途中で外部に洩れにく
いように設計する必要があり、例えば、上記の発光素子
の発光面と、受光素子の受光面が基板表面に対し垂直方
向を向いている場合、発光素子と受光素子とを接続する
光伝送路に入射した光を外部に洩れにくくするために
は、発光素子から受光素子まで、発光素子と受光素子と
を結ぶ距離を直径とする円弧状に光伝送路形成材料を架
け渡すことが好ましい。

【０００９】光伝送路形成材料をこのように架け渡すに
は、光伝送路形成材料を発光素子に接続させた後、ノズ
ルを円弧を描くように上昇させ、その後ノズルを受光素
子に向けて円弧を描くように下降させることになる。と
ころが、ノズルを上昇させる間は、発光素子と受光素子
とを結ぶ距離を直径とする円弧を描くように光伝送路形
成材料を射出することはできるものの、ノズルを受光素
子に向けて下降させると、円弧状の光伝送路を押しつぶ
した形状となる。また、ノズルから光伝送路形成材料が
射出されているため、この光伝送路形成材料とノズルの
側面とが接触してしまう。従ってノズルを下降させると
きには、ノズルの側面と光伝送路形成材料とが接触しな
いように、光伝送路形成材料が描く経路を円弧状の経路
からずらす必要がある。つまり円弧状の光伝送路を形成
することができず、光伝送路に入射した光が途中で外部
に洩れやすくなり、光の利用効率が低下する恐れがあ
る。

【００１０】そこで、本発明の光伝送路形成装置は、上
記目的を達成するとともに、さらに光の利用効率の低下
が抑制される光伝送路を形成する光伝送路形成装置であ
って、光伝送路により接続されてこの光伝送路を経由す
る光伝送を行なう光伝送端を有する光伝送路被形成体
の、この光伝送端相互間に光伝送路を形成する光伝送路
形成装置において、（１）流動状態にある凝固性の光伝送路形成材料を射出
するノズルを有し、この光伝送路形成材料を、このノズ
ルから、射出、停止自在に射出する射出手段（２）上記ノズルを、上記光伝送路被形成体に対し相対
的に三次元方向に移動させる移動手段（３）上記ノズルの傾斜角を調整する調整手段を備えたことを特徴とする。

【００１１】ここで、本発明において「流動状態」と
は、光伝送路形成材料が凝固する前の流動性を有する状
態をいい、この流動状態には、溶融状態、すなわち、加
熱により被加熱材料（ここでは光伝送路形成材料）を軟
化させ、この軟化により被加熱材料に流動性を持たせた
状態、および、溶解状態、すなわち溶質（ここでは光伝
送路形成材料）を溶媒に溶かし、これによりその溶質に
流動性を持たせた状態の双方が含まれる。

【００１２】また、本発明の光伝送路形成方法は、光伝
送路により接続されてこの光伝送路を経由する光伝送を
行なう光伝送端を有する光伝送路被形成体の、この光伝
送端相互間に光伝送路を形成する光伝送路形成装置であ
って、流動状態にある凝固性の光伝送路形成材料を射出
するノズルを有し、この光伝送路形成材料を、このノズ
ルから、射出、停止自在に射出する射出手段と、上記ノ
ズルを、上記光伝送路被形成体に対し相対的に三次元方
向に移動させる移動手段と、上記ノズルの傾斜角を調整
する調整手段とを備えた光伝送路形成装置を用いて、上
記ノズルを前記光伝送端のうちの第１の光伝送端の位置
に移動させ、このノズルからこの第１の光伝送端に、流
動状態にある光伝送路形成材料を供給してこの第１の光
伝送端にこの光伝送路形成材料を接続させ、上記ノズル
を、途中でこのノズルの傾斜角を変更させながら、この
第１の光伝送端から、上記光伝送端のうちの第２の光伝
送端まで移動させることにより、上記第１の光伝送端に
接続された光伝送路形成材料に連続する、流動状態にあ
る光伝送路形成材料を、この第１の光伝送端からこの第
２の光伝送端まで架け渡して、この光伝送路形成材料を
この第２の光伝送端に接続させることにより光伝送路を
形成することを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の、以下に説明する光伝送路
形成装置を用いて光伝送路が形成された基板を示す斜視
図である。ガラスもしくはＬｉＮｂＯ₃ 等の基板１に、
Ｓｉウエハ、ＧａＡｓウエハ等の上に形成された、発光
素子、受光素子および電子回路を有する光・電子集積回
路２が搭載されている。基板１には、この光・電子集積
回路２の光出力端より他の光・電子集積回路の光入力端
に信号を伝送するための光導波路３ａが形成されてい
る。光導波路３ａは、ガラス等へのＣｓ⁺ 、Ｒｂ⁺ 、Ｌ
ｉ⁺ 、Ａｇ⁺ 等のイオン交換、もしくはＬｉＮｂＯ₃ 等
へのＶ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ等のイオン拡散により形成さ
れる。また、Ｓｉウェハ、ＧａＡｓウエハ等の上には、
例えばＣＶＤ、スパッタリングによる、ＳｉＯ₂ 、Ｓｉ
₃ Ｎ₄ 等の酸化膜、窒化膜の形成、イオン注入、電子ビ
ームによるＡｌＧａＡｓエピタキシャル成長等により、
堆積、エッチングが繰り返され、これにより光導波路３
ｂが形成されている。光導波路３ａと光導波路３ｂは、
本発明の光伝送路形成装置を用いて形成された光伝送路
４で光学的に結合されており、一方、各電気接続端子
は、金線などを用いた従来どおりのワイヤボンディング
法によるワイヤ５で電気的に結合されている。

【００１４】図２は、後述する、本発明の第１、第２実
施形態に共通の光伝送路形成装置の概略構成図である。
この図に示す光伝送路形成装置は、射出手段、移動手
段、および調整手段を制御することにより、ノズルを、
光伝送路被形成体が有する光伝送端のうちの第１の光伝
送端の位置に移動させ、このノズルからこの第１の光伝
送端に、流動状態にある光伝送路形成材料を供給してこ
の第１の光伝送端にこの光伝送路形成材料を接続させ、
上記ノズルを、途中でこのノズルの傾斜角を変更させな
がらこの第１の光伝送端から、上記光伝送端のうちの第
２の光伝送端まで移動させることにより、第１の光伝送
端からこの第２の光伝送端まで架け渡して、この光伝送
路形成材料をこの第２の光伝送端に接続させる制御手段
を備えた装置である。具体的には以下の通りである。

【００１５】基板載置台８に光・電子集積回路２を搭載
した基板１が載置されている。この基板１上には、光伝
送路４が形成されており、この光伝送路４は光伝送路形
成装置１０を用いて形成されたものである。この装置１
０は、光伝送路を形成する部分を撮影して画像信号を得
るカメラ１１１と、流動状態にある光伝送路形成材料を
射出するキャピラリ（本発明にいうノズルの一例）１２
が備えられている。キャピラリ１２の上部には、キャピ
ラリ１２に光伝送路形成材料を供給するための光伝送路
形成材料移送部等が備えられているが、この図２では図
示省略されている。

【００１６】また、この図２には示されていないが、光
伝送路形成装置の実施形態によっては、キャピラリ１２
の横に、冷風ないし温風をあてるノズル（図３のノズル
３０参照）、ないし光照射用の光源が備えられる。この
キャピラリ１２には、図２に示すｙ方向に延びるアーム
１１３を介してキャピラリ駆動部１１４が連結されてい
る。このキャピラリ駆動部１１４は、本発明にいう移動
手段と調整手段との双方に相当するものであって、アー
ム１３を介してキャピラリ１２を、アーム１１３を水平
に回動させるＸ方向、アーム１１３を伸縮させるＹ方
向、およびアーム１１３を上下に回動させるＺ方向の三
次元方向に自在に移動させるとともに、アーム１１３を
ｙ軸を中心として回動させることにより、キャピラリ１
２の傾斜角を調整する。基板１を大きく移動させる場合
は、基板載置台８の方が移動する。カメラ１１１で得ら
れた画像信号は、例えばマイクロコンピュータ等からな
る制御回路１１５に入力される。この制御回路１１５
は、その画像信号により光伝送路で接続すべき点（光伝
送端）の位置を自動認識し、キャピラリ１２が光伝送路
の経路に沿って移動するとともに、このキャピラリ１２
の傾斜角が、キャピラリ１２が移動する経路上の、キャ
ピラリ１２が通過した位置に応じて変化するようキャピ
ラリ駆動部１１４を制御する。また、この制御回路１１
５は、後述する、キャピラリ１２からの光伝送路形成材
料の射出、停止を行なうボールねじ状のスクリュー１４
１（図４参照）の回転の制御も行なう。制御回路１１５
による、キャピラリ駆動部１１４を介してのキャピラリ
１２の移動制御、および光伝送路形成材料の供給、停止
の制御の詳細については後述する。

【００１７】図３は、図２で図示省略されていた、キャ
ピラリ上部の光伝送路形成材料移送部の概略構成図であ
る。この光伝送路形成材料移送部は、図２に示されたキ
ャピラリとともに本発明にいう射出手段に相当する。キ
ャピラリ１２の上部には、温度コントロール用のヒータ
（図示せず）を有するタンク１１が備えられ、そのタン
ク１１とキャピラリ１２は、光伝送路形成材料２０を移
送するための移送管１３で連結されている。また、この
移送管１３の途中には、光伝送路形成材料２０をキャピ
ラリ１２に移送する量を制御する移送量制御部１４が備
えられている。

【００１８】図４は、移送量制御部の模式断面図であ
る。移送量制御部１４の内部にはボールねじ状のスクリ
ュー１４１が備えられており、このスクリュー１４１の
回転軸にはモータ１５が連結されている。このモータ１
５は、図２に示す制御回路１１５からの指令により、そ
の回転、停止が制御され、この移送量制御部１４による
光伝送路形成材料２０の、キャピラリ１２への移送量
は、このモータ１５の回転に応じて定められる。

【００１９】図３に戻って説明を続ける。タンク１１の
上部は開閉自在に密封されており、その上部には、タン
ク１１内部を加圧するための空気ないし所定のガスを送
り込む加圧配管１６およびその加圧配管１６を導通、遮
断するバルブ１６１が備えられている。またこれと同様
に、タンク１１の上部には、タンク１１内部を減圧する
ための真空配管１７およびそのバルブ１７１が備えられ
ている。

【００２０】さらに、後述する光伝送路形成装置の実施
形態によっては、キャピラリ１２の横に、冷却用ガスや
温風等の吹出し用のノズル３０が備えられるとともに、
そのノズル３０にガスや温風等を供給する配管３１およ
びそのバルブ３１１が備えられている。以下では、ノズ
ル３０を備えていない装置を第１実施形態、ノズル３０
を備えた装置を第２実施形態と称する。

【００２１】以下に、本発明における重要な要素である
光伝送路形成材料について説明し、次いで本発明の第
１，第２実施形態の光伝送路形成装置を用いて光伝送路
を形成する過程について説明する。光伝送路形成材料
（以下、単に材料と略することがある）の選択において
は、透明性や屈折率は言うまでもなく、融点又はガラス
転移点が重要なポイントとなる。

【００２２】光伝送路形成材料により接続される光伝送
端がＬＥＤや受光素子あるいは光導波路等、使用時の温
度上昇が顕著でない箇所については、比較的低融点の材
料を用いることができる。例えば、ＰＭＭＡ（ガラス転
移点１１０℃、屈折率１．４９）はプラスチック製光フ
ァイバの材料として利用されており、光導波路としての
信頼性も高い。

【００２３】しかし、例えばＬＤなどの発光素子に接続
する場合には、発光素子の駆動によって発生する温度の
上昇を考慮する必要がある。面発光レーザ等のＬＤで
は、表面温度が１５０℃程度まで上昇することがあり、
低融点の材料では、形成された光伝送路が熱変形した
り、接続箇所での光伝送路と光伝送端との位置ずれや切
断が発生するおそれがあるなど、信頼性が低下する場合
がある。

【００２４】従って、溶融性の材料を使用する時には、
接続箇所の温度上昇を考慮して、高融点材料を選択しな
ければならない。また、光伝送路を形成している時の材
料の粘度があまりに高いと、光伝送路自体や光伝送端に
おいて材料の供給ムラやヒゲ状の残渣が残ったまま凝固
してしまい、光の逆行や散乱が発生するなど光伝送性能
が低下してしまう。逆に粘度が低いときは、光伝送路の
形成速度を遅くする必要がある。

【００２５】即ち、溶融性の材料は、光伝送端の最大上
昇温度、ボンディング中での材料の温度、その時の粘度
に基づいて選択される必要がある。尚、溶融の恐れのな
い熱硬化性材料などで光伝送路を形成する場合には、特
に接続対象の温度上昇を考慮する必要はないが、熱分解
などの恐れがあるため、やはり耐熱性の高い材料を使用
する必要がある。

【００２６】後述する第１、第２実施形態の光伝送路形
成装置を用いて形成される光伝送路の材料には、発光部
における温度の上昇を考慮し、高融点材料の中からポリ
アリレートが選択されている。ポリアリレートとして
は、例えばユニチカ（株）社製のＵポリマ（商品名）が
材料として入手可能である。材料特性は、透過率：９０
％、屈折率：１．６０、ガラス転移点：１９３℃、熱変
形温度：１７５℃である。粘度は溶融温度により変化す
る。２７０〜３５０℃程度で、粘度は１０² 〜１０⁶ ポ
アズである。尚、他にも高融点材料として、ポリサルフ
ォン、ポリエーテルサルホン（ガラス転移点：２２４
℃）があげられる。

【００２７】ところで、光伝送路形成材料とその材料と
接続される光伝送端の相性について、何らの処理を行な
うことなく、溶融した光伝送路形成材料が光伝送端に接
続されれば問題はないが、相性が悪い場合はプライマ材
を用いることも可能である。プライマ材としては東レ・
ダウ・コーニング・シリコーン製のプライマＡ等を用い
れば良い。

【００２８】但し、その場合、プライマ材を光伝送端に
供給するための工程が必要となることから、プライマ材
を使用する代わりに、接続される基板を加熱したり、接
続箇所での雰囲気温度を高めにして接着性を向上させる
方が好ましい。また光伝送路形成材料としても、その材
料で接続しようとしている光回路のパッシベーション膜
である、例えばリン酸ガラスや低融点ガラスＳｉＯ₂ 、
ＳＯＧとの接着性の良いものを選択することが好まし
い。

【００２９】以下に、本発明の第１実施形態である、ノ
ズル３０を備えていない光伝送路形成装置を用いて光伝
送路を形成する一例として、発光素子と光導波路とを接
続する光伝送路を形成する例をとりあげて説明する。
尚、以下に示す第１，第２実施形態の光伝送路形成装置
を用いての光伝送路の形成の手順を説明するにあたり、
互いに接続される光伝送端のうちの、最初に光伝送路形
成材料が接続される光伝送端を第１の光伝送端と呼び、
最後に光伝送路形成材料が接続される光伝送端を第２の
光伝送端と呼ぶ。

【００３０】図５〜図１３は、その過程を示す工程図で
ある。以下、図２〜図４とともに、図５〜図１３を参照
しながら光伝送路の形成過程について説明する。図５に
示すように基板１には、発光素子２１を有する光回路２
２が搭載され、またこの基板１上には光導波路２３が形
成されている。この発光素子２１と光導波路２３とを接
続する光伝送路を形成するには、図３に示す、温度コン
トロール用のヒータ付きのタンク１１に光伝送路形成材
料２０としてポリアリレートを入れて、このポリアリレ
ートを、ポリアリレートが十分に溶融し所望の粘度とな
る温度、例えば、３００℃に加熱する。その後、バルブ
１７１を開き、その光伝送路形成材料２０に巻き込まれ
ている空気が抜かれる。

【００３１】次いで、バルブ１７１を閉めた後、今度は
バルブ１６１を開き、タンク１１内を加圧し、その後、
制御回路１１５の指令により、キャピラリ駆動部１１４
がモータ１５を回転し、移送量制御部１４内部のスクリ
ュー１４１（図４参照）が、光伝送路形成材料２０をキ
ャピラリ１２に供給する側に回転する。すると、流動性
を持った光伝送路形成材料２０がタンク１１からキャピ
ラリ１２に向けて押し出される。

【００３２】キャピラリ１２の先端径は所望の光伝送路
よりもやや太く設計されている。例えば、接続しようと
している発光素子の発光部の寸法が直径１０μｍであれ
ば、直径２５μｍ程度の光伝送路が形成され、これに対
しキャピラリ１２の先端径は直径４０μｍ程度に設計さ
れる。この発光素子２１と光導波路２３とを接続する光
伝送路の形成にあたっては、キャピラリ１２から光伝送
路形成材料２０が押し出される前に、制御回路１１５の
指令により、キャピラリ駆動部１１４がキャピラリ１２
を、第１の光伝送端である発光素子２１（以下、この発
光素子を第１の光伝送端と呼ぶ）の直上の位置に移動す
る。その後、制御回路１１５の指令により、キャピラリ
駆動部１１４がモータ１５を回転し、キャピラリ１２か
ら約３００℃に加熱された光伝送路形成材料２０が押し
出される。その光伝送路形成材料２０がキャピラリ１２
から押し出された状態で、制御回路１１５の指令によ
り、キャピラリ駆動部１１４がキャピラリ１２を、図５
に示すように降下させる。光伝送路形成材料２０の先端
が第１の光伝送端２１に押し当てられると、図６に示す
ように、その材料２０の先端の一部は周辺に押しつぶさ
れて拡がり、その材料２０の先端は、第１の光伝送端２
１との接触によって冷却されて凝固するとともに接着力
を有するようになる。接着強度を増やすには接着面積を
広くすればよいから、従来の金線のワイヤボンダがボー
ルをつぶして接着面積を広くしている第１ボンディング
のように、実際には第１の光伝送端２１で押し当てる時
に時間をやや大きく設定して第１の光伝送端２１での材
料の供給を多めにすることで接着面積を広くして接着強
度を増すことができる。

【００３３】図６に示すように光伝送路形成材料を第１
の光伝送端２１に接続した後、光伝送路形成材料２０を
加圧し続けることでその光伝送路形成材料２０を押し出
しながら、キャピラリ１２を、第２の光伝送端である、
光導波路２３の光伝送端２４（以下、この光伝送端を第
２の光伝送端２４と呼ぶ）まで移動させることにより、
光伝送路形成材料を第１の光伝送端２１から第２の光伝
送端２４まで架け渡すのであるが、第１の光伝送端２１
である発光素子は回路基板に垂直な方向に光を射出し、
したがって第１の光伝送端２１から出射した光を効率よ
く第２の光伝送端２４まで伝送するためには、第１の光
伝送端２１から垂直な方向に延伸するように光伝送路を
形成するとともに、第２の光伝送端２４に向けて、第１
の光伝送端２１と第２の光伝送端２４との２点間を結ぶ
距離を直径とする円弧状に光伝送路形成材料を架け渡し
て光伝送路を形成する必要がある。

【００３４】光伝送路形成材料２０をこのように架け渡
すため、円弧状にキャピラリ１２を移動させる。そこ
で、図６に示すように、第１の光伝送端２１上に光伝送
路形成材料２０を接続させた後、キャピラリ１２は、図
７に示すように、ゆっくりと円弧を描きながら上昇す
る。その後キャピラリ１２が第２の光伝送端２４に向か
って下降するのであるが、図５〜図７に示す工程では、
キャピラリ１２は、その先端が基板１１に対し垂直を向
いて移動しており、このままキャピラリ１２を下降させ
るとキャピラリ１２の側面に光伝送路形成材料２０が接
触してしまう。そこで第２の光伝送端２４に向けてキャ
ピラリ１２が下降する間にキャピラリ１２の側面に光伝
送路形成材料２０が接触しないように、キャピラリ駆動
部１１４は、制御回路１１５の指令により、キャピラリ
１２を、図８に示すように基板１表面に対し斜めに傾け
る。その後、キャピラリ駆動部１１４が、制御回路１１
５の指令によりキャピラリ１２の傾斜角を微妙に変更し
ながら、このキャピラリ１２を、図９に示すように第２
の光伝送端２４に向けて移動させる。光伝送路形成材料
２０が、図１０に示すように第２の光伝送端２４に接触
すると、この時点で光伝送路形成材料２０への加圧制御
は停止するとともにスクリューは一瞬逆回転し、その直
後にキャピラリ１２は、図１１に示すように、キャピラ
リ１２の先端が第２の光伝送端２４に接触し、基板１表
面に対し垂直に立つ。その後、キャピラリ１２は、図１
２に示すように上昇し、曳糸を防ぎながら第２の光伝送
端２４での光伝送路形成材料２０の切断が行われる。

【００３５】尚、第２の光伝送端２４にキャピラリ１２
を接触させた後、上記のように、光伝送路形成材料２０
の供給停止とキャピラリ１２の上昇との間に時間差をも
たせるだけでは、光伝送路の、第２の光伝送端２４側の
端部にひげ状の残渣が残ってしまうおそれがあり、その
ような残渣が残ってしまうと、光伝送路内を伝播してき
た光がそこで散乱してしまい、光伝送路と第２の光伝送
端２４との間の光結合特性が悪いものとなってしまうお
それがある。そこで、本実施形態では、キャピラリ１２
の先端部の形状は図に示すように基板１の面に対してテ
ーパを持つ形状とし、これにより光伝送路形成材料２０
をキャピラリ１２から切断しやすくしている。

【００３６】上記のようにして形成された光伝送路は、
流動状態にある凝固性の光伝送路形成材料を用いて形成
されているため、破断が生じたり剪断応力が残存するこ
とが防止される。また、キャピラリの傾斜角を変更して
光伝送路形成材料を架け渡しているため、第１の光伝送
端２１と第２の光伝送端２４との間に、図１３に示すよ
うに、第１の光伝送端２１と第２の光伝送端２４との２
点間を結ぶ距離を直径とするような円弧状の光伝送路２
５が形成され、光の利用効率の向上が図られた光伝送路
が得られる。

【００３７】図１４は、キャピラリを基板に対し垂直に
固定した場合に形成された光伝送路の一例である。図５
〜図７を参照しながら図１４に示す光伝送路が形成され
る手順について説明する。図５〜図７を参照しながら説
明した手順に従って、光伝送路形成材料が第１の光伝送
端２１に接続されキャピラリが上昇する。その後第１の
光伝送端２１と第２の光伝送端２４との２点間を結ぶ距
離を直径とする円弧状にキャピラリ１２を下降させる
と、キャピラリ１２の側面に光伝送路形成材料が接触し
てしまう。この光伝送路形成材料２０の接触を防止する
ためには、光伝送路形成材料２０の経路を、円弧状の経
路からずらさなければならず、従って、光伝送路は、図
１４に示すように、円弧の経路からずれて形成されてし
まう。図１３と図１４とを比較すると、キャピラリ１２
の傾斜角を調整することにより、円弧状の光伝送路が形
成されることがわかる。

【００３８】尚、図２に示す光伝送路形成装置１０は制
御回路１１５を備えており、これにより、カメラ１１１
で得られた画像信号に基づいて光伝送路で接続すべき点
（光伝送端）の位置が自動認識され、キャピラリ１２が
光伝送路の経路に沿って移動し、さらに、このキャピラ
リ１２の傾斜角が、キャピラリ１２が移動する経路上
の、キャピラリ１２が通過した位置に応じて変化するよ
うキャピラリ駆動部１１４が制御されており、また、キ
ャピラリ１２からの光伝送路形成材料の射出、停止を行
なうボールねじ状のスクリュー１４１（図４参照）の回
転も制御されているが、この制御回路１１５を備えず、
キャピラリ駆動部１１４、スクリュー１４１の回転の制
御を手動で行なってもよい。

【００３９】図１５〜図２２は、本発明の、図３に示す
ノズルが備えられた第２実施形態の光伝送路形成装置を
用いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形
成する過程を示す工程図である。各図（ａ）は、発光素
子、光導波路がともに示された図であり、図（ｂ）は、
図（ａ）を矢印ｘ方向から見た図である。尚、第２実施
形態の光伝送路形成装置のキャピラリから光伝送路形成
材料を押し出すまでの手順は、先に説明した、第１実施
形態の光伝送路形成装置のキャピラリから光伝送路形成
材料を押し出すまでの手順と同一である。

【００４０】キャピラリ１２は、図１５に示すように、
第１の光伝送端２１の真上まで下降しながら、タンク１
１内の光伝送路形成材料２０への加圧制御が働きゆっく
りと光伝送路形成材料２０が押し出され、この押し出さ
れた光伝送路形成材料の先端が、図１６に示すように第
１の光伝送端２１に接触する。このとき、ノズル３０か
ら冷却用ガスが噴射される。ノズル３０から冷却用ガス
が噴射されたまま、キャピラリ１２から光伝送路形成材
料２０であるポリアリレートが押し出されながら、この
キャピラリ１２は、図１７に示すようにゆっくりと円弧
を描きながら上昇する。その後、ノズル３０から冷却用
ガスが噴射されたまま、キャピラリ駆動部１１４は、制
御回路１１５の指令により、キャピラリ１２を、図１８
に示すように基板１表面に対し斜めに傾ける。その後、
キャピラリ駆動部１１４が、制御回路１１５の指令によ
りキャピラリ１２の傾斜角を微妙に変更しながら、この
キャピラリ１２を、図１９に示すように第２の光伝送端
２４に向けて移動させる。光伝送路形成材料２０が、図
２０に示すように第２の光伝送端２４に接触した時点
で、光伝送路形成材料２０への加圧制御は停止し、スク
リューは一瞬逆回転しその直後に、図２１に示すよう
に、キャピラリ１２の先端が第２の光伝送端２４に接触
し、キャピラリ１２が基板１表面に対し垂直に立つ。そ
の後、キャピラリ１２は、図２２に示すように上昇し、
第２の光伝送端２４から離れる。これにより、第１の光
伝送端２１と、第２の光伝送端２４との間に光伝送路が
形成される。このように強制的に冷却して光伝送路形成
材料の凝固を促進すると、光伝送路形成材料の形状制御
が容易に行える。

【００４１】図２３は、本発明の信号処理装置の一実施
形態である光ＭＣＭ（マルチ・チップ・モジュール）を
示す図である。この図に示す光ＭＣＭ２００は、ＣＰＵ
（セントラル・プロセッシング・ユニット）２０１、メ
モリー２０２、半導体レーザアレイ２０３、フォトダイ
オードアレイ２０４、レーザドライバ２０５、およびフ
ォトダイオードドライバ２０６で構成されている。この
光ＭＣＭ２００は、他の光ＭＣＭ又は光ＩＣとの間で、
光導波路２０７を経由して信号の送受信を行う。

【００４２】ここで、半導体レーザアレイ２０３および
フォトダイオードアレイ２０４と、光導波路２０７との
間には、本発明の第１実施形態の光伝送路形成装置を用
いて形成された光伝送路２０８が備えられており、電気
信号が半導体レーザにより光信号に変換され、光伝送路
２０８を経由し光導波路２０７に入り、他の光ＭＣＭ又
は光ＩＣに伝送される。また、他の光ＭＣＭ又は光ＩＣ
からの光信号は、光導波路２０７から光伝送路２０８を
経由しフォトダイオードアレイ２０４に入り再び電気信
号に変換される。また、この光ＭＣＭ２００を複数用
い、光並列処理を行なうことにより、より高速の画像処
理装置として使用することも可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光伝送路
形成装置はノズルから流動状態にある光伝送路形成材料
を射出するため、屈曲部で破断することのない光伝送路
を形成することができ、また光伝送端に剪断方向の応力
が加わることもなく、光伝送路形成材料の接着剥離も防
ぐことができる。

【００４４】また、本発明の光伝送路形成装置は、ノズ
ルの傾斜角を調整する調整手段を備えているため、所望
の経路を通るように光伝送路を形成するこができ、光の
利用効率の向上が図られた光伝送路を形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光伝送路形成装置を用いて光伝送路が
形成された基板を示す斜視図である。

【図２】本発明の第１、第２実施形態に共通の光伝送路
形成装置の概略構成図である。

【図３】光伝送路形成材料移送部の概略構成図である。

【図４】移送量制御部の模式断面図である。

【図５】本発明の第１実施形態の光伝送路形成装置を用
いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形成
する第１の工程を示す図である。

【図６】本発明の第１実施形態の光伝送路形成装置を用
いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形成
する第２の工程を示す図である。

【図７】本発明の第１実施形態の光伝送路形成装置を用
いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形成
する第３の工程を示す図である。

【図８】本発明の第１実施形態の光伝送路形成装置を用
いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形成
する第４の工程を示す図である。

【図９】本発明の第１実施形態の光伝送路形成装置を用
いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形成
する第５の工程を示す図である。

【図１０】本発明の第１実施形態の光伝送路形成装置を
用いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形
成する第６の工程を示す図である。

【図１１】本発明の第１実施形態の光伝送路形成装置を
用いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形
成する第７の工程を示す図である。

【図１２】本発明の第１実施形態の光伝送路形成装置を
用いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形
成する第８の工程を示す図である。

【図１３】本発明の第１実施形態の光伝送路形成装置を
用いて形成された、発光素子と光導波路とを接続する光
伝送路を有する基板を示す図である。

【図１４】本発明の第１実施形態の光伝送路形成装置と
は異なる光伝送路形成装置を用いて形成された、発光素
子と光導波路とを接続する光伝送路を有する基板を示す
図である。

【図１５】本発明の第２実施形態の光伝送路形成装置を
用いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形
成する第１の工程を示す図である。

【図１６】本発明の第２実施形態の光伝送路形成装置を
用いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形
成する第２の工程を示す図である。送路を示す断面図で
ある。

【図１７】本発明の第２実施形態の光伝送路形成装置を
用いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形
成する第３の工程を示す図である。

【図１８】本発明の第２実施形態の光伝送路形成装置を
用いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形
成する第４の工程を示す図である。

【図１９】本発明の第２実施形態の光伝送路形成装置を
用いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形
成する第５の工程を示す図である。

【図２０】本発明の第２実施形態の光伝送路形成装置を
用いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形
成する第６の工程を示す図である。

【図２１】本発明の第２実施形態の光伝送路形成装置を
用いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形
成する第７の工程を示す図である。

【図２２】本発明の第２実施形態の光伝送路形成装置を
用いて、発光素子と光導波路とを接続する光伝送路を形
成する第８の工程を示す図である。

【図２３】本発明の信号処理装置の一実施形態である光
ＭＣＭ（マルチ・チップ・モジュール）を示す図であ
る。

【符号の説明】

１基板２光・電子集積回路３ａ，３ｂ，２３光導波路４，２０８光伝送路５ワイヤ８基板載置台１０光伝送路形成装置１１タンク１２キャピラリ１３移送管１４移送量制御部１５モータ１６加圧配管１７真空配管２０光伝送路形成材料３０ノズル３１配管２１第１の光伝送端２２光回路２４第２の光伝送端１１１カメラ１１３アーム１１４キャピラリ駆動部１１５制御回路１４１スクリュー１６１，１７１，３１１バルブ２００光ＭＣＭ２０１ＣＰＵ２０２メモリー２０３半導体レーザアレイ２０４フォトダイオードアレイ２０５レーザドライバ２０６フォトダイオードドライバ２０７光導波路

フロントページの続き (72)発明者広田匡紀神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者逆井一宏神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者浜田勉神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者舟田雅夫神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者小澤隆神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光伝送路により接続されて該光伝送路を
経由する光伝送を行なう光伝送端を有する光伝送路被形
成体の、該光伝送端相互間に光伝送路を形成する光伝送
路形成装置において、流動状態にある凝固性の光伝送路形成材料を射出するノ
ズルを有し、該光伝送路形成材料を、該ノズルから、射
出、停止自在に射出する射出手段と、前記ノズルを、前記光伝送路被形成体に対し相対的に三
次元方向に移動させる移動手段と、前記ノズルの傾斜角を調整する調整手段とを備えたこと
を特徴とする光伝送路形成装置。
【請求項２】前記射出手段、前記移動手段、および前
記調整手段を制御することにより、前記ノズルを前記光
伝送端のうちの第１の光伝送端の位置に移動させ、該ノ
ズルから該第１の光伝送端に、流動状態にある光伝送路
形成材料を供給して該第１の光伝送端に該光伝送路形成
材料を接続させ、前記ノズルを、途中で該ノズルの傾斜
角を変更させながら、該第１の光伝送端から、前記光伝
送端のうちの第２の光伝送端まで移動させることによ
り、前記第１の光伝送端に接続された光伝送路形成材料
に連続する、流動状態にある光伝送路形成材料を、該第
１の光伝送端から該第２の光伝送端まで架け渡して、該
光伝送路形成材料を該第２の光伝送端に接続させる制御
手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の光伝送路
形成装置。
【請求項３】光伝送路により接続されて該光伝送路を
経由する光伝送を行なう光伝送端を有する光伝送路被形
成体の、該光伝送端相互間に光伝送路を形成する光伝送
路形成装置であって、流動状態にある凝固性の光伝送路
形成材料を射出するノズルを有し、該光伝送路形成材料
を、該ノズルから、射出、停止自在に射出する射出手段
と、前記ノズルを、前記光伝送路被形成体に対し相対的
に三次元方向に移動させる移動手段と、前記ノズルの傾
斜角を調整する調整手段とを備えた光伝送路形成装置を
用いて、前記ノズルを前記光伝送端のうちの第１の光伝送端の位
置に移動させ、該ノズルから該第１の光伝送端に、流動
状態にある光伝送路形成材料を供給して該第１の光伝送
端に該光伝送路形成材料を接続させ、前記ノズルを、途
中で該ノズルの傾斜角を変更させながら、該第１の光伝
送端から、前記光伝送端のうちの第２の光伝送端まで移
動させることにより、前記第１の光伝送端に接続された
光伝送路形成材料に連続する、流動状態にある光伝送路
形成材料を、該第１の光伝送端から該第２の光伝送端ま
で架け渡して、該光伝送路形成材料を該第２の光伝送端
に接続させることにより光伝送路を形成することを特徴
とする光伝送路形成方法。